蓮子心中揮發(fā)油和生物堿的提取新工藝研究

1、天津大學(xué) 碩士學(xué)位論文蓮子心中揮發(fā)油和生物堿的提取新工藝研究 姓名：肖鸞 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：化學(xué)工藝 指導(dǎo)教師：李淑芬 20050101 摘要 蓮子心是睡蓮科植物蓮的綠色胚芽及胚根。其有效部位生物堿（蓮心堿、甲基蓮心堿、異蓮心堿），由于具有舒心降壓之功效。尤其是蓮心堿更具活性，故可作為主要成分開發(fā)新的傳統(tǒng)中藥。 本課題首次將超臨界萃取技術(shù)用于蓮子心中揮發(fā)油的提取，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在和條件下，超豳界可萃取收率達(dá)左右的蓮子心揮發(fā)油。高效液相色譜分析表明，超臨界萃取物中不含有生物堿成分，而氣相色譜一質(zhì)譜分析結(jié)果顯示揮發(fā)油中含有大量的有效成分，其中大約的成分為谷甾醇和維生素。實(shí)驗(yàn)對原料粒度、溫度和壓

2、力等對超臨界萃取揮發(fā)油收率的影響以及揮發(fā)油組成隨時(shí)間的變化各進(jìn)行了研究。此外，該部分還對揮發(fā)油中谷甾醇的濃縮進(jìn)行了考察；通過超臨界萃取的二級分離初步實(shí)現(xiàn)了谷甾醇的濃縮。 本課題還對蓮子心中生物堿的提取和純化進(jìn)行了研究和討論。通過正交試驗(yàn)考察發(fā)現(xiàn)，加入夾帶劑和堿化劑甚至表面活性劑都未能使生物堿的超臨界萃取收率有效提高。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)針對幾種傳統(tǒng)方法對生物堿的提取分離進(jìn)行了比較研究，并通過其中改進(jìn)的吸附路線取得了較好的效果，總生物堿的收率和含量分別達(dá)到了芹 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足了開發(fā)二類新藥的項(xiàng)目指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，我們提出了一種新的工藝流程：通過超臨界萃取得到蓮子心揮發(fā)油，超臨界萃取的萃余物采用改進(jìn)的傳統(tǒng)方

3、法提取分離得到總生物堿。通過這種工藝路線，蓮子心中的有效成分得到了最大限度的開發(fā)和利用。 本文最后對超臨界萃取蓮子心揮發(fā)油的工業(yè)化流程作了初步的經(jīng)濟(jì)核算，指出了工業(yè)化的可行性和應(yīng)注意的經(jīng)濟(jì)問題。關(guān)鍵詞： 蓮子心；超臨界萃?。荷徯膲A；生物堿：溶劑萃??；揮發(fā)油 ， ， ， ， 場 （， ） ， ， ） ， 曲 ， 、 ， ， ， ， 】 ， ， “ ） （） ， ， ： ； ； ； ； 刖蟊 中藥產(chǎn)品現(xiàn)代化的重點(diǎn)可簡單地用個(gè)字來描述，即“安全、高效、穩(wěn)定、可控”（】。實(shí)際上，它涉及范圍十分廣泛，要解決的問題比較復(fù)雜，但首先最關(guān)鍵的問題就是要提取分離工藝、制劑工藝現(xiàn)代化，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。超臨

4、界流體萃?。?，簡稱）技術(shù)是目前國際上較新的提取分離技術(shù)、采用對中藥有效成份進(jìn)行提取以及分離純化，對實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化具有重要意義。為加快推進(jìn)現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)中藥產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)文化優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢，年月，天津市科委將“中藥生產(chǎn)現(xiàn)代化示范工程項(xiàng)目”列為天津市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目中的重大攻關(guān)項(xiàng)目，并對項(xiàng)目給予很大的資金支持和直接的關(guān)懷，本課題就是該項(xiàng)目的一個(gè)子課題。 中藥蓮子心系睡蓮科植物蓮成熟種子中的綠色胚芽及胚根，具有“清心火”之功效，歸心、肺、腎三經(jīng)并收載于中國藥典?，F(xiàn)代植物化學(xué)研究表明蓮子心中酚性生物堿部位主要含蓮心堿、甲基蓮心堿、異蓮心堿，其總堿和單體均有鈣拮抗劑作用

5、，主要適用于治療心律失常和心肌缺血。其抗心律失常作用優(yōu)于傳統(tǒng)藥物奎尼寧，抗心肌缺血作用與硫氮卓酮相當(dāng)。關(guān)于從蓮子心中提取生物堿，國內(nèi)外六十年代已有文獻(xiàn)發(fā)表。但近十年來，國內(nèi)外對這方面的研究主要著重于分析與測定方法，未見有更新的提取技術(shù)，所以生物堿的提取工藝至今還停留在傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑提取水平上。已有文獻(xiàn)報(bào)道的蓮子心中生物堿的提取方法包括：冷浸法、冷浸一超聲法、熱回流法、索氏提取法、滲漉離子交換樹脂法等【。上述方法中除專利以外大部分是實(shí)驗(yàn)室分析測定蓮子心中生物堿成分含量時(shí)采用的樣品提取方法，并非工業(yè)化生產(chǎn)方法，因而較多采用了甲醇或是氨水，這對用于藥品生產(chǎn)的蓮子心生物堿的提取是不可取的。而且，多數(shù)方

6、法所需操作步驟較多，并且比較煩瑣費(fèi)時(shí)，也不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。 此外，近年來又有研究者對蓮子心的氯仿提取揮發(fā)油成份進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示了蓮子心中除總生物堿外，還有其他有效成份具有開發(fā)價(jià)值。針對這些情況，同時(shí)考慮到超臨界流體萃取技術(shù)在天然產(chǎn)物提取方面的優(yōu)勢，我們將超臨界流體萃取技術(shù)引入蓮子心中有效成份的提取研究，通過超臨界流體技術(shù)提取或替 代部分傳統(tǒng)工藝以簡化步驟和減少有機(jī)溶劑使用量，提高技術(shù)含量。超臨界流體 萃取作為新一代的化工分離技術(shù)，工藝簡單，操作方便，萃取條件溫和，無殘留 溶劑，因而特別適合于熱敏性和易氧化的中草藥及其它天然產(chǎn)物分離提純，有利于推動(dòng)中藥提取工藝的現(xiàn)代化發(fā)展。目前，已有超臨界已

7、應(yīng)用于延胡素、光菇子、的士寧、馬藍(lán)以及秋水仙堿等有效成分生物堿的提取研究】，在植物揮發(fā)油的提取方面更是具有不可比擬的優(yōu)勢。超臨界萃取省時(shí)、省力，選擇性和可調(diào)性強(qiáng)，可用于中草藥質(zhì)量的控制。適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加入夾帶劑可充分提高有效成分提取率。本課題旨在研究采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)以及傳統(tǒng)中藥提取分離技術(shù)從蓮子心中提取藥用活性有效成分的可行性和最佳工藝條件，為該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化提供必要參數(shù)和理論依據(jù)。同時(shí)，咀提取物總收率莖且總生物堿含量蘭為質(zhì)量控制指標(biāo)，力求滿足二類中藥新藥質(zhì)量要求。 前期進(jìn)行的蓮子心中生物堿的超臨界萃取工藝研究， 表明超晦界萃取對分子量大的生物堿萃取存在局限性，使用純二氧化碳超臨界萃取不能

8、提取出生物堿，加入夾帶劑也未能使生物堿的提取率顯著提高。超臨界需要結(jié)合其它的分離技術(shù)才能充分應(yīng)用于蓮子心中生物堿的提取，同時(shí)探索蓮子心超臨界二氧化碳萃取物（揮發(fā)油）的組成也成了本課題研究的重點(diǎn)。本課題針對超臨界流體萃取和傳統(tǒng)方法提取蓮子心與有效成分各進(jìn)行了深入研究，對其中的關(guān)鍵因素也進(jìn)行了探討，以期取得滿意的結(jié)果。 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得鑫盜蠢鱟或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中

9、作了明確的說明并表示了謝意。 靴敝儲(chǔ)獬：有鼉褲醐：研年月獅 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解盤鲞盤堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)叁盜盤堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。 （保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明） 暴學(xué)位論文作者簽名 導(dǎo)師簽名： 夠 弼簽字日期：協(xié)睜 磚附舊 丞易陟 日 簽字日期：鵬年 月，曰天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章文獻(xiàn)綜述 第一章文獻(xiàn)綜述蓮子心 蓮子心（ ）為睡蓮科植物蓮 搪 成熟種子的綠色胚芽及胚根，主產(chǎn)于湖南、湖北、江

10、西、江蘇、浙江等地，具有清心、去熱、止血、澀精之功效，棠用于心煩、口渴、吐血、遺精、強(qiáng)赤腫痛等癥的治療】。蓮子心中有效成份 早在年代，國外已報(bào)道蓮子心中含有蓮心堿（）、異蓮心堿 ）、甲基蓮心娥（、荷時(shí)堿（）、前荷葉堿 （）、蓮心季銨堿（）、去甲基烏藥堿（）等生物堿成分【。蓮子心還含有木犀草素（）、蘆?。ǎ⒔鸾z桃甙（）等黃酮類化合物九。年代，我國學(xué)者郭毛娣等司對大陸產(chǎn)蓮子心中酚性生物總堿進(jìn)行了研究，分離得到了蓮心堿、異蓮心堿、還含有蓮心季銨堿、荷葉堿、前荷時(shí)堿，與國外報(bào)道一致。潘競先等【又從蓮子心中分離得到 個(gè)新化合物，經(jīng)鑒別分別為甲基烏藥堿（）及一 杏黃罌粟堿（）。近年來，婁紅祥等又從蓮子心

11、的弱極性部位分 離得到棕櫚酸、谷甾醇、一谷甾醇葡萄糖甙等個(gè)化合物。除此之 外，蓮子心中還含有水溶性多糖成分及鋅、銅、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀、鎳、錳、 鎘等微量元素。 蓮心堿，異蓮心堿，甲基蓮心堿這三種雙芐基異喹琳生物堿的含量最高。圖 給出了上述三種蓮子心中生物堿的分子結(jié)構(gòu)式，它們的結(jié)構(gòu)相似，只是分子 中的茅兩個(gè)自由基不同。 這三種生物堿的結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)如下【】： （）蓮心堿是蓮子心中含量較高的酚性生物堿，分子式為地，分子量 ，為白色無定形粉末。：，旋光度為，。，紫外光譜 “。 （）甲基蓮心堿是淡黃色或類白色的無定形粉末，分子式為。 ：，紫外光譜九。天律大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章文獻(xiàn)綜述 （）異蓮心堿

12、是白色無定型粉末，：。，紫外光譜礦。 ， 蓮心堿 異蓮心堿 甲基蓮心堿 圖蓮心堿、異蓮心堿和甲基蓮心堿的分子結(jié)構(gòu)式 ， 蓮子心中生物堿的藥理作用 降壓作用【從蓮子心中提取的蓮心堿有短時(shí)的降壓作用。給貓靜脈注射蓮心堿，血壓立即下降至原水平，同時(shí)心電圖顯示心動(dòng)過速， 一即恢復(fù)：十二指腸內(nèi)給藥后約，血壓開始下降。觀察，血壓下降至原水平的，心率減慢。蓮心堿的降壓作用和有效作用時(shí)間與劑量有關(guān)。實(shí)驗(yàn)顯示，蓮心堿對舒張壓的作用大于收縮壓，提示該藥的主要作用部位在外周血管，而非中樞作用。經(jīng)轉(zhuǎn)變成季銨鹽后，降壓作用則明顯增強(qiáng)，作用時(shí)聞延長。 甲基蓮心堿也具有降壓作用，與相同劑量的蓮心堿降壓作用基本相同，但有效作

13、用時(shí)間較蓮心堿更長。甲基蓮心堿在使用較大劑量（）時(shí)，對正常血壓、醋酸去氧皮質(zhì)酮（）鹽型高血壓和腎性高血壓大鼠都有降壓作用，用較小劑量（）時(shí)，也能明顯降低大鼠血壓。甲基蓮心堿種不同劑量降低舒張壓的幅度大于收縮壓，而且甲基蓮心堿具有明顯的降低血管阻力作用。 抗心率失常作用”銣蓮心堿、甲基蓮心堿、異蓮心堿、蓮心季銨堿都有抗 心律失常作用。對烏頭堿誘發(fā)的大鼠心律失常，蓮心堿的作用最強(qiáng)；對結(jié)扎大鼠 冠狀動(dòng)脈造成的缺血復(fù)灌性心律失常，甲基蓮心堿作用最強(qiáng)。 蓮心堿他，可顯著對抗烏頭堿誘發(fā)的大鼠及哇巴因誘發(fā)的豚鼠心律失 常；也能預(yù)防腎上腺素所致的豚鼠室顫的發(fā)生：還能對抗心肌缺血復(fù)灌所致的大 鼠心律失常。對烏頭

14、堿所致大鼠心律失常和哇巴因所致豚鼠心律失常及結(jié)扎大鼠 冠脈復(fù)灌引起的心律失常，甲基蓮心堿的作用強(qiáng)于奎尼丁。 對血小板聚集的影響”喻晶等研究甲基蓮心堿對血小板聚集的影響時(shí)發(fā) 現(xiàn)甲基蓮心堿能劑量依賴性地抑制、膠原、腎上腺素（）誘導(dǎo)的人、大鼠、 天律大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章文獻(xiàn)綜述家免的血小板聚集功能。史霄燕等還發(fā)現(xiàn)甲基蓮心堿能明顯抑制不同誘導(dǎo)劑、膠原、腎上腺素（誘導(dǎo)的高脂血癥成人患者的血小板聚集且呈較好的量效關(guān)系。以上表明甲基蓮心堿具有較好的抗血小板聚集和抗血栓形成的作用。 血小板激活有條途徑，而最終激活血小板均要通過升高鈣濃度，甲基蓮心堿為一非選擇性的鈣拮抗劑，推測其抗血小板聚集作用可能與鈣拮抗

15、有關(guān)。 抗脂質(zhì)過氧化和活性自由基的作用【，】實(shí)驗(yàn)證明甲基蓮心堿具有抗氧自由基作用，能抑制肝細(xì)胞脂質(zhì)過氧化及中性粒細(xì)胞受多形核白細(xì)胞刺激后釋放的氧自由基。此外，蓮心總堿還有抗心肌缺血作用。其作用機(jī)理可能是通過抗脂質(zhì)過氧化及鈣拮抗作用。鈣拮抗劑可擴(kuò)張血管，減少心肌耗氧，增加心肌供氧，阻止過多進(jìn)入心肌產(chǎn)生抗心肌缺血作用。蓮子心中生物堿的提取方法 已有文獻(xiàn)報(bào)道的蓮子心中生物堿的提取方法包括：冷浸法、冷浸一超聲法、熱回流法、索氏提取法、滲渡一離子交換樹脂法等，。 冷浸法狀既薌晾浣親畛玫姆椒唇稍锏牧有哪氤紗址邸郵柿考狀冀蕁；厥占狀跡辛粢河茫常嗡岬鰨穡齲病場耍艘閡砸頤淹閻ò彼鰨穡齲掛隕希頤演腿。悅

16、巡愕梅撬芐宰薌睢繾荊玻轂賴募狀繼崛紫扔眉狀冀齜ù恿有鬧刑崛約諄唬簦歟睢熗募睢募釵饕畹姆撬芐宰薌睿俅臃撬芐宰薌鈧蟹擲氤齪幸熗募詈土募畹那糠有宰薌睿緩笠越峋擲肭糠有宰薌鈧械囊熗募詈土唬簦歟睢跫瘟甑取玻場坑昧右唬簦蹋址郟登耍郵柿考狀冀藎厥占狀跡辛粢河茫薄玻蛩岬鰨穡戎粒常耍艘河靡頤淹殉芐猿煞鄭儆門ò彼鰨穡戎粒掛隕希靡頤演腿。?自醚層得非水溶性總堿克，再從中提取分離得到酚性總堿（其中包括蓮心堿、異蓮心堿和甲基蓮心堿等）。 冷浸一超聲法張先洲等】采用幾種溶劑（苯、甲醇、甲醇加二乙胺及流動(dòng)相）進(jìn)行冷浸法、冷浸超聲提取和熱回流提取的比較，結(jié)果得出以甲醇冷浸后超聲提取分鐘的效果最好，通過高效

17、液相色譜法測得三種生物堿含量達(dá) 以上。宋進(jìn)閔等【】取蓮心堿粗粉約克，以少量氨水潤濕后，加入甲醇，超聲提取分鐘，離心，殘?jiān)显偬崛∫淮危锨逡汉喜?，水浴蒸干，殘?jiān)?溶于氯仿，通過薄層掃描法測得不同產(chǎn)地蓮子心中蓮心堿含量為】。 熱回流法宋進(jìn)閔等】取蓮子心粗粉，乙醇回流提取次，將提取液減壓蒸 干溶劑，得浸膏狀萃取物，鹽酸溶解乙醇萃取物，濾除不溶物，濾液調(diào)至 ，氯仿萃取至無生物堿反應(yīng)?；厥章确拢瑲?jiān)瞎枘z柱層析，經(jīng)洗脫，濃縮結(jié)天津丈學(xué)碩十學(xué)位淪文 第一章文獻(xiàn)綜述家免的血小板聚集功能。史霄燕等還發(fā)現(xiàn)甲基蓮心堿能明顯抑制不同誘導(dǎo)劑、膠原、腎上腺素（）誘導(dǎo)的高脂血癥成人患者的血小板聚集且呈較好的量效關(guān)系。

18、以上表明甲基蓮心堿具有較好的抗血小板聚集和抗血栓形成的作用。 血小板激活有條途徑，而最終激活血小板均要通過升高鈣濃度，甲基蓮心堿為一非選擇性的鈣拮抗劑，推測其抗血小板聚集作用可能與鈣拮抗有關(guān)。 抗脂質(zhì)過氧化和活性自由基的作用，實(shí)驗(yàn)證明甲基蓮心堿具有抗氧自由基作用，能抑制肝細(xì)胞脂質(zhì)過氧化及中性粒細(xì)胞受多形核白細(xì)胞刺激屆釋放的氧自由基。此外，蓮心總堿還有抗心肌缺血作用。其作用機(jī)理可能是通過抗脂質(zhì)過氧化及鈣拮抗作用。鈣拮抗劑可擴(kuò)張血管，減少心肌耗氧，增加心肌供氧，阻止過多一進(jìn)入心肌產(chǎn)生抗心肌缺血作用。 蓮子心中生物堿的提取方法 已有文獻(xiàn)報(bào)道的蓮子心中生物堿的提取方法包括：冷浸法、冷浸一超聲法、熱同流

19、法、索氏提取法、滲漉一離子交換樹脂法等， 。 冷浸法甲醇溶劑冷浸法是最常用的方法。即將干燥的蓮子心碾成粗粉、加適量甲醇浸泡?；厥占状?，殘留液用鹽酸調(diào)。過濾，濾液以乙醚脫脂，濃氨水調(diào)以上，乙醚萃取，自醚層得非水溶性總堿。如專利搬道的甲醇提取法，首先用甲醇浸出法從蓮子心中提取以甲基蓮心堿、異蓮心堿、蓮心堿為主要堿的水溶性總堿，再從非水溶性總堿中分離出含有異蓮心堿和蓮心堿的強(qiáng)酚性總堿，然后以結(jié)晶法分離強(qiáng)酚性總堿中的異蓮心堿和蓮心堿。王嘉陵等用蓮子心粗粉千克，加適量甲醇浸泡，回收甲醇，殘留液用硫酸調(diào)至，過濾，濾液用乙醚脫除脂溶性成分，再用濃氨水調(diào)至以上，用乙醚萃取， 自醚層得非水溶性總堿克，再從中提取

20、分離得到酚性總堿（其中包括蓮心堿、 異蓮心堿和甲基蓮心堿等）。 冷浸一超盧法張先洲等采用幾種溶劑（苯、甲醇、甲醇加二乙胺及流動(dòng) 相）進(jìn)行冷漫法、冷浸超聲提取和熱回流提取的比較，結(jié)果得出以甲醇冷浸 后超聲提取分鐘的效果最好，通過高效液相色譜法測得三種生物堿含量達(dá) 以上。宋進(jìn)閌等【取蓮心堿粗粉約克，以少量氨水潤濕后，加入甲醇， 超聲提取分鐘，離心，殘?jiān)显偬崛∫淮?，上清液合并，水浴蒸干，殘?jiān)?溶于氯仿，通過薄層掃描法測得不同產(chǎn)地蓮子心中蓮心堿含量為 。 熱回流法宋進(jìn)閔等取蓮子，粗粉，乙醇回流提取次，將提取液減壓蒸 干溶劑，得浸膏狀萃取物，鹽酸溶解乙醇萃取物，濾除不溶物，濾液調(diào)至 ，氯仿萃取至無生物堿反應(yīng)?；厥章确拢瑲?jiān)瞎枘z柱層析，經(jīng)洗脫，濃縮結(jié) ，氯仿萃取至無生物堿反應(yīng)。回收氯傷，殘?jiān)瞎枘z柱層析，經(jīng)洗脫，濃縮結(jié)天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章文獻(xiàn)綜述晶等操作制得蓮心堿樣品。 索氏提取法胡學(xué)民等將蓮子心粗粉克，用甲醇進(jìn)行索氏提取，提取，過濾并定容于量瓶中，經(jīng)薄層掃描測得蓮心堿含量為 。 滲漉一離子交換樹脂法郭毛娣等恥將干燥蓮子心粉碎成粉末，用。的鹽酸水溶液進(jìn)行滲漉，將酸水滲漉液通過己處理好的聚苯乙烯磺酸型樹脂交換柱（交聯(lián)度，樹脂），待滲漉液全部通過樹脂后，樹脂用蒸餾水洗滌數(shù)次，晾干